Esercitazione: Il DBMS MySQL

Laurea in Ingegneria Informatica SAPIENZA Università di Roma Insegnamento di Basi di Dati Esercitazione: Il DBMS MySQL Domenico Fabio Savo 1

Cosa vedremo 1. Presentazione del DBMS MySQL 2. Come scaricare ed installare MySQL 3. Il client mysql 4. Creazione e gestione di una base di dati 5. Creazione e gestione delle tabelle 6. Esercizi di esame su SQL 2

Il DBMS MySQL MySQL è un DBMS open-source disponibile gratuitamente su http://www.mysql.it/downloads/mysql/ In questa esercitazione si farà riferimento alla versione MySQL 5 per Windows. (è possibile utilizzare MySQL anche su sistemi Linux e MacOS) 4

Installazione di MySQL Per l installazione procedere come segue: 1. Scaricare l ultima versione di MySQL Community Server dal sito (è necessario registrarsi). 2. Eseguire il file.msi appena scaricato e seguire la procedura di installazione. 3. Dopo il termine dell installazione è possibile lanciare la Configuration Wizard per configurare immediatamente il nostro server MySQL. 4. Selezionare la configurazione Standard. 5. Selezionare le check box per: a) eseguire MySQL come servizio; b)lanciare automaticamente MySQL all avvio; c) includere la directory 'bin' nel path di Windows. 6. L'ultima schermata ci consente di impostare la password di root, tale password ci consentirà di amministrare il server. 7. Al termine, l'installazione e la configurazione sono completate. 6

Il client mysql Client mysql è il programma client a riga di comando che consente di collegarsi al server MySQL per sfruttarne le funzionalità. (viene installato insieme al server MySQL) Dalla pagina web http://www.mysql.it/downloads/ workbench/ è possibile scaricare ed installare dei client grafici, chiamati MySQL GUI Tools, che forniscono una interfaccia grafica intuitiva per la gestione e l'interrogazione delle basi di dati gestite dal DBMS MySQL. In questa esercitazione utilizzeremo il client a riga di comando. Si lascia allo studente il compito di familiarizzare con i client grafici su indicati. 8

Il client mysql (1/2) Per lanciare il client mysql è sufficiente richiamarlo dal prompt indicandogli utenza e password (nel nostro caso, useremo sempre l utente root): shell> mysql --user=root --password=xxx oppure: shell> mysql uroot p In questo caso sarà il programma a chiedervi di introdurre la password senza visualizzarla. 9

Il client mysql (2/2) Una volta connessi al DBMS, appare il prompt di mysql: mysql> A questo punto si posso digitare i comandi SQL per interagire con il DBMS. Per indicare al client il termine di un comando dobbiamo utilizzare il carattere «;». Per chiudere il client digitiamo: mysql> quit 10

I permessi in MySQL Una volta connessi al server, l utente deve possedere i permessi necessari per lavorare sulle varie basi di dati. Per chiedere quali basi di dati gestite dal DBMS sono accessibili dall utente (nel nostro caso, root) utilizziamo il comando: mysql> show databases; +--------------------+ Database +--------------------+ information_schema mysql test +--------------------+ 3 rows in set (0.05 sec) 12

Creazione di una base di dati Per poter creare una nuova base di dati su cui lavorare utilizziamo il comando: CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] nome_db Con l opzione IF NOT EXISTS possiamo evitare la segnalazione di errore nel caso esista già una base di dati con lo stesso nome. Per eliminare una base di dati si utilizza l istruzione: DROP DATABASE [IF EXISTS] nome_db Con l opzione IF EXISTS possiamo evitare la segnalazione di errore nel caso non esista una base di dati chiamata nome_db. 13

ES: Creazione di un database Creiamo il DB esempio utilizzando il client mysql. Le istruzioni da utilizzare sono: mysql> CREATE DATABASE esempio; Query OK, 1 row effected (0.06 sec) Ora le basi di dati gestiste dall utente root sono: mysql> show databases; +--------------------+ Database +--------------------+ information_schema mysql test esempio +--------------------+ 4 rows in set (0.05 sec) 14

Importare i comandi Anziché eseguire comandi SQL digitandoli su terminale è spesso più conveniente scriverli in un file di testo e poi richiamarli dall interprete dei comandi MySQL. Supponiamo di aver scritto alcuni comandi SQL in un file miaquery.sql nella directory corrente. Possiamo eseguire il file da MySQL con il comando: mysql> source miaquery.sql Ovviamente è possibile anche specificare il path completo del file. 15

Creazione delle tabelle (1/4) Per selezionare la base di dati su cui lavorare usare il comando USE nome_database Una volta selezionata la base di dati, l istruzione per definire uno schema di relazione (specificando attributi e vincoli) in MySQL è CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella [( [definizione attributi] [opzioni di tabella] )] La tabella viene creata nella base di dati in uso. In generale, è possibile indicare espressamente in quale base di dati creare la tabella usando nome_db.nome_tabella. IF NOT EXISTS si usa per evitare messaggi di errore nel caso la tabella esista già nella base di dati in uso. 17

Creazione delle tabelle (2/4) CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella [( [definizione attributi] [opzioni di tabella] )] Le definizioni attributi si riferiscono agli attributi della tabella, la loro sintassi è: nome_colonna TIPO [NOT NULL NULL] (di default può contenere valori NULL) [DEFAULT valore] (usato per impostare un valore di default) [AUTO_INCREMENT] (per attributi di tipo intero per avere un valore sequenziale generato automaticamente) [UNIQUE [PRIMARY] KEY] (UNIQUE rappresenta una superchiave, PIMARY KEY indica la chiave primaria, oltre a non ammettere duplicati non può contenere valori NULL) [reference_definition] ( ) 18

Creazione delle tabelle (3/4) CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella CREATE [( TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella [(definizione,...)] [definizione attributi] [opzione, [opzioni...] di tabella] )] Reference_definition Tramite le reference_definition è possibile definire vincoli di integrità referenziale, ovvero l attributo su cui è definito può assumere solo valori specificati nell attributo di un altra tabella. REFERENCES nome_tabella [(colonna_indice,...)] 19

Creazione delle tabelle (4/4) Le opzioni tabella si riferiscono all intera tabella e permettono di definire diverse proprietà di questa. Le più importanti sono: PRIMARY KEY (nome_attributo1, nome_attributo2, ) Permette di definire come chiave primaria della tabella un insieme di attributi di questa. INDEX (nome_attributo1, nome attributo2, ) Permette di definire degli indici su uno o più attributi della tabella FOREING KEY (nome_att1,nome,att2, ) REFERENCE nome_tab(nome_att1,nome,att2, ) Permette di definire vincoli di integrità referenziale su più attributi CREATE TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella CREATE [( TABLE [IF NOT EXISTS] nome_tabella [(definizione,...)] [definizione attributi] [opzione, [opzioni...] di tabella] )] 20

ES: Creazione di una tabella (1/2) Vogliamo creare le seguenti tabelle: individui(nome, reddito, eta, sesso) nome è una stringa di 20 caratteri (chiave primaria) reddito è un intero di 10 cifre eta è un intero di 3 cifre sesso è un carattere genitori(figlio,genitore) figlio (stringa di 20 caratteri, chiave esterna su INDIVIDUI) genitore (stringa di 20 caratteri, chiave esterna su INDIVIDUI) chiave primaria formata da figlio e genitore 21

ES: Creazione di una tabella (2/2) - Creazione tabella Individui: mysql> CREATE TABLE Individui( Nome CHARACTER(20) PRIMARY KEY, Reddito NUMERIC(10), Eta NUMERIC(3), Sesso CHARACTER, ); - Creazione tabella Genitori: mysql> CREATE TABLE Genitori( Figlio CHARACTER(20) REFERENCES Individui(Nome), Genitore CHARACTER(20) REFERENCES Individui(Nome), PRIMARY KEY (Figlio,Genitore) ); 22

Visualizzare le tabelle di un database Per visualizzare le tabelle di una base di dati usare il comando: mysql> show tables; Dopo la creazione delle tabelle Individui e Genitori il risultato sarà mysql> show tables; +--------------------+ Tables_in_esempio +--------------------+ genitori individui +--------------------+ 2 rows in set (0.01 sec) 23

Visualizzare lo schema di una tabella Per visualizzare lo schema della tabella nome_tabella si utilizza l istruzione SHOW COLUMNS FROM nome_tabella oppure DESCRIBE nome_tabella mysql> Describe genitori; +----------+----------+------+-----+---------+-------+ Field Type Null Key Default Extra +----------+----------+------+-----+---------+-------+ Figlio char(20) NO PRI Genitore char(20) NO PRI +----------+----------+------+-----+---------+-------+ 2 rows in set (0.07 sec) 24

Modificare una tabella È possibile modificare una tabella attraverso il comando ALTER TABLE: ALTER TABLE nome_tabella ADD nome_attributo TIPO ADD INDEX (nome attributo,...) ADD [CONSTRAINT [nome_vincolo]] PRIMARY KEY (nome_attributo,...) ADD [CONSTRAINT [nome_vincolo]] UNIQUE (nome_attributo,...) ADD [CONSTRAINT [nome_vincolo]] FOREIGN KEY (colonna_indice,...) [reference_definition] CHANGE vecchio_attributo nuovo_attributo TIPO DROP nome_attributo DROP PRIMARY KEY DROP INDEX nome_attributo.. 25

Ridenominazione di una tabella Per ridenominare una tabella usare il comando ALTER TABLE Nome_Tabella RENAME Nuovo_Nome; ES: Vogliamo cambiare il nome della tabella Individui con Persone mysql> ALTER TABLE Individui RENAME Persone; 26

Ridenominazione di una colonna Per ridenominare una colonna di una tabella utilizzare il comando: ALTER TABLE Nome_Tabella CHANGE Nome_Colonna_da_cambiare Nuovo_Nome_Colonna Proprietà_della_Nuova_Colonna; ES: Vogliamo cambiare il nome del campo Eta con Anni mysql> ALTER TABLE Persone CHANGE Eta Anni NUMERIC(3); NOTA: Per modificare il tipo di colonna utilizzare il medesimo comando cambiando solo il tipo della colonna. 27

Aggiungere una nuova colonna Per aggiungere una nuova colonna ad una tabella utilizzare il comando: ALTER TABLE Nome_Tabella ADD Nome_della_Nuova_Colonna Proprietà_Colonna; ES: Aggiungiamo la colonna n_telefono alla tabella Persone mysql> ALTER TABLE Persone ADD n_telefono NUMERIC(20); Per eliminare una colonna utilizzare il comando: ALTER TABLE Nome_Tabella DROP Nome_Colonna_da_canc 28

Aggiungere un vincolo di chiave esterna (1) Per aggiungere un vincolo di chiave esterna utilizzare il comando: ALTER TABLE Nome_Tabella ADD CONSTRAINT [nome_vincolo] FOREIGN KEY (nome_col_che_referenzia) REFERENCE Nome_Tabella_Referenziata(nome_colonna_refe); 29

Aggiungere un vincolo di chiave esterna (2) ES: Date le tabelle: Aziende(Nome,Sede,Capitale) GruppoAziendale(Nome,Capogruppo) Vogliamo aggiungere alla tabella GruppoAziendale un vincolo di chiave esterna sull attributo Capogruppo su Aziende mysql> ALTER TABLE GruppoAziendale ADD CONSTRAINT fk_capogruppo FOREIGN KEY (Capogruppo) REFERENCES Aziende(Nome); 30

Aggiungere un vincolo di chiave esterna (3) La possibilità di aggiungere un vincolo di integrità referenziale permette di realizzare vincoli ciclici: ES: Persona(Cod-Fiscale, Luogo-Nascita) Città(Nome, Sindaco) Dov è il problema? 31

Aggiungere un vincolo di chiave esterna (4) mysql> CREATE TABLE Persona( Cod-Fiscale CHARACTER(20) primary key, Luogo-Nascita CHARACTER(1), FOREIGN KEY (Luogo-Nascita) REFERENCES Città(Nome)); Facciamo riferimento alla tabella Città che ancora NON ESISTE!! Lo stesso accade se proviamo a creare prima la tabella Città mysql> CREATE TABLE Città( Nome CHARACTER(20) primary key, Sindaco CHARACTER(20), FOREIGN KEY (Sindaco) REFERENCES Persona(Cod-Fiscale)); La tabella Persona ancora non esiste 32

Aggiungere un vincolo di chiave esterna (5) Soluzione: Eseguo le seguenti istruzione in quest ordine: 1- Creo la tabella Persona SENZA vincoli di foreign key; 2- Creo la tabella Città CON i vincoli di foreing key verso la tabella Persona (che ora esiste); 3- Aggiungo il vincolo di foreign key alla tabella Persona verso la tabella Città (che ora esiste). 33

Eliminare una tabella È possibile eliminare una o più tabelle utilizzando il comando: DROP TABLE [IF EXISTS] nome_tabella [, nome_tabella] Con l opzione IF EXISTS possiamo evitare la segnalazione di errore nel caso non esista una tabella chiamata nome_tabella. ES: mysql> DROP TABLE Genitori; 34

Inserimento dei dati nelle tabelle Per inserire dei dati in una tabella si utilizza l istruzione: INSERT INTO nome_tabella [(nome_attributo1,nome_attributo2,...)] VALUES (valore1,valore2,...); Attenzione: L ordinamento degli attributi (se presente) e dei valori è significativo. Le due liste di attributi e di valori devono avere lo stesso numero di elementi. Se la lista di attributi è omessa, si fa riferimento a tutti gli attributi della relazione secondo l ordine con cui sono stati definiti. Se la lista di attributi non contiene tutti gli attributi della relazione, per gli altri viene inserito un valore nullo (che deve essere permesso) o un valore di default. 35

ES: Inserimento dati Inseriamo alcune tuple nella tabella Persone(Nome, Reddito,Eta,Sesso) mysql> INSERT INTO PERSONE (Nome,Reddito,Eta,Sesso) VALUES ('Aldo',25,15,'M'); mysql> INSERT INTO PERSONE (Nome,Reddito,Eta,Sesso) VALUES ('Andrea',27,21,'M'); mysql> INSERT INTO PERSONE (Nome,Reddito,Eta,Sesso) VALUES ('Luisa',75,87,'F'); mysql> INSERT INTO PERSONE (Nome,Reddito,Eta,Sesso) VALUES ('Maria',55,42,'F'); 36

Eliminazione di dati dalle tabelle Per eliminare una ennupla utilizzare il comando: DELETE FROM nome_tabella [WHERE condizione] ES: Eliminiamo tutte le persone con meno di 18 anni dalla tabella Persone mysql> DELETE FROM persone WHERE eta<18; 37

Interrogare un database Per effettuare un interrogazione in SQL si utilizza l istruzione SELECT SELECT nome_attributo,,nome_attributo FROM nome_tabella,,nome_tabella [WHERE condizione] Le tre parti sono solitamente chiamate: target list clausola from clausola where 38

Le ridenominazioni SQL permette di specificare un alias degli attributi (nella target list usando il comando AS) e delle tabelle (nella clausola FROM). La ridenominazione è usata per: 1. Ottenere segnature più esplicative nei risultati; 2. Creare abbreviazione ed evitare ambiguità; mysql> SELECT p.nome as donne FROM persone p WHERE p.sesso = F ; 39

Esercizio 1 La relazione Dirige(azienda,direttore) memorizza, per ogni azienda, il direttore. La relazione Hobby(persona,hobby) specifica quali hobby hanno le varie persone. Si chiede di esprimere in SQL le seguenti interrogazioni: 1. Mostrare i direttori che non hanno alcun hobby. 2. Mostrare le coppie di direttori che hanno almeno un hobby in comune. 3. Mostrare i direttori che hanno meno hobby del numero di aziende che dirigono. 41

Soluzione 1.1 Un direttore non ha alcun hobby se non appare nella tabella Hobby. SELECT direttore FROM Dirige WHERE direttore NOT IN ( SELECT persona FROM Hobby) 42

Soluzione 1.2 Si calcola il join tra le relazioni Dirige ed Hobby ed ancora tra Dirige ed Hobby con una selezione per individuare le coppie di direttori tra loro diversi e che condividono il medesimo hobby. SELECT d1.direttore, d2.direttore FROM Dirige d1, Dirige d2, Hobby h1, Hobby h2 WHERE d1.direttore = h1.persona AND d2.direttore = h2.persona AND d1.direttore <> d2.direttore AND h1.hobby = h2.hobby 43

Soluzione 1.3 È sufficiente aggregare il join tra Dirige e Hobby su direttore, ed usare la clausola having per filtrare solo i direttori che hanno meno hobby delle aziende che dirigono SELECT direttore FROM Dirige, Hobby WHERE direttore = persona GROUP BY direttore HAVING count(distinct hobby) < count(distinct azienda) 44

Esercizio 2 La relazione Member(codp,codg,anno) memorizza a quale gruppo è affiliata ogni persona, insieme all anno dal quale inizia tale affiliazione. In particolare, una tupla <p,g,a> nella relazione Member indica che la persona p è affiliata al gruppo g a partire dall anno a. La relazione Pratica(codp,sport) specifica quali sport praticano le varie persone. Si chiede di esprimere in SQL le seguenti interrogazioni: 1. Mostrare il codice dei gruppi che hanno almeno due membri e tali che almeno uno di questi membri pratica almeno uno sport. 2. Per ogni gruppo, indicare la persona (o le persone, se sono più d una) che sono affiliate a tale gruppo da meno tempo. 3. Chiamiamo omogeneo un gruppo G se esiste almeno uno sport praticato da tutti i membri del gruppo G. Mostrare tutti i gruppi omogenei. 4. Mostrare i gruppi formati solo da persone che non praticano alcuno sport. 45

Soluzione 2.1 Per mostrare il codice dei gruppi con almeno due membri e tali che almeno uno di questi pratichi uno sport eseguiamo il join tra: le relazioni Pratica e Member (in modo da ottenere i membri di un gruppo che praticano almeno uno sport) ed ancora con la relazione Member sul campo codg con una selezione per individuare coppie di persone tra loro diverse (per ottenere gruppi con almeno due membri). SELECT distinct m1.codg FROM Member m1, Member m2, Pratica p WHERE m1.codg = m2.codg AND m1.codp <> m2.codp AND m1.codp = p.codp 46

Soluzione 2.2 (1/2) Per individuare la persona che, per ogni gruppo, è iscritta da meno tempo calcoliamo il join sui campi codg ed anno tra la relazione Member e la relazione ottenuta eseguendo la query sulla relazione Member che, per ogni gruppo, restituisce la data di iscrizione più recente ed il relativo gruppo. SELECT m1.codp FROM Member m1, (SELECT codg, max(anno) AS maxanno FROM Member GROUP BY codg) m2 WHERE m1.codg = m2.codg AND m1.anno = m2.maxanno 47

Soluzione 2.2 (2/2) Il medesimo risultato si può ottenere creando una vista: CREATE VIEW grupmaxanno(codg, maxanno) AS SELECT codg, max(anno) FROM Member GROUP BY codg SELECT m1.codp FROM Member m1, grupmaxanno m2 WHERE m1.codg = m2.codg AND m1.anno = m2.maxanno 48

Soluzione 2.3 Usando delle query nella clausola FROM calcoliamo due nuove relazioni: la prima, temp1, contiene il numero di persone appartenenti ad ogni gruppo, la seconda, temp2, contiene il numero di persone che appartengono allo stesso gruppo e praticano il medesimo sport. Calcolando poi il join tra temp1 e temp2 sui campi codg ed il numero di persone otteniamo i gruppi omogenei. SELECT temp1.codg FROM (SELECT codg, count(distinct codp) AS tot1 FROM Member GROUP BY codg) temp1, (SELECT m.codg, p.sport, count(distinct m.codp) AS tot2 FROM Member m, Pratica p WHERE m.codp = p.codp GROUP BY m.codg, p.sport) temp2 WHERE temp1.codg = temp2.codg AND temp1.tot1 = temp2.tot2 49

Soluzione 2.3 Usando delle query nella clausola FROM calcoliamo due nuove relazioni: la prima, temp1, contiene il numero di persone appartenenti ad ogni gruppo, la seconda, temp2, contiene il numero di persone che appartengono allo stesso gruppo e praticano il medesimo sport. Calcolando poi il join tra temp1 e temp2 sui campi codg ed il numero di persone otteniamo i gruppi omogenei. SELECT temp1.codg FROM (SELECT codg, count(distinct codp) AS tot1 FROM Member GROUP BY codg) temp1, viste (SELECT m.codg, p.sport, count(distinct m.codp) AS tot2 FROM Member m, Pratica p WHERE m.codp = p.codp GROUP BY m.codg, p.sport) temp2 WHERE temp1.codg = temp2.codg AND temp1.tot1 = temp2.tot2 50 Anche in questo caso la soluzione può essere ottenuta definendo due

Soluzione 2.4 Si calcola il complemento dell insieme dei gruppi che hanno almeno un membro che pratica almeno uno sport. SELECT distinct codg FROM Member WHERE codg NOT IN ( SELECT distinct m.codg FROM Member m, Pratica p WHERE m.codp = p.codp) 51

Esercizio 3 La relazione Opera(codo,anno,museo) memorizza in quali musei sono state custodite le varie opere d arte nei diversi anni (la tupla <c,a,m> indica che nell anno a l opera con codice c è stata custodita nel museo con codice m). La relazione Museo(codm,nazione) specifica in quali nazioni hanno sede i musei. Si chiede di esprimere in SQL le seguenti interrogazioni: 1. Mostrare le opere custodite almeno una volta per due anni consecutivi in musei italiani (non necessariamente lo stesso museo nei due anni). 2. Per ogni museo francese e per ogni anno mostrare il numero di opere custodite in quell anno in quel museo, ma solo se tale numero supera 10. 3. Mostrare le opere che non sono mai state custodite in musei italiani. 52

Soluzione 3.1 Calcoliamo il join tra le relazioni Opera, Museo ed ancora Opera e Museo imponendo la condizione che la nazione dei musei deve essere Italia. Si selezionano poi le coppie della stessa opera con la condizione che l anno di esposizione della prima sia pari all anno di esposizione della seconda più 1. SELECT o1.codo FROM opera o1, opera o2, "Museo" m1, "Museo" m2 WHERE o1.museo = m1.codm AND m1.nazione = 'italia' AND o2.museo = m2.codm AND m2.nazione = 'italia' AND o1.codo = o2.codo AND o1.anno = o2.anno + 1 53

Soluzione 3.2 Calcoliamo il join tra la relazione Opera e Museo con la condizione che la nazione del museo sia la Francia. Calcoliamo poi una aggregazione sulla coppia di attributi museo ed anno ed usiamo la clausola having per filtrare solo i musei che hanno esposto più di 10 opere in quell anno. SELECT anno, museo, count(distinct codo) FROM Opera o, Museo m WHERE o.museo = m.codm AND m.nazione = francia' GROUP BY o.museo, o.anno HAVING count(distinct o.codo) > 10 54

Soluzione 3.3 Calcoliamo il complemento dell insieme delle opere che sono state esposte almeno una volta in Italia. SELECT codo FROM Opera WHERE codo <> ALL (SELECT codo FROM Opera, Museo WHERE museo = codm AND nazione = 'italia') 55

Esercizio 4 (per casa) La relazione Volo(cod,partenza,arrivo,numpass,comp) memorizza, per ogni volo aereo effettuato, il codice, l aeroporto di partenza, quello di arrivo, il numero di passeggeri e la compagnia aerea, mentre la relazione Compagnia(codice,nazione) specifica in quali nazioni hanno sede le compagnie aeree. Si chiede di esprimere in SQL le seguenti interrogazioni: 1. Mostrare i dati dei voli di compagnie italiane. 2. Mostrare gli aeroporti dai quali non partono voli di compagnie francesi. 3. Per ogni aeroporto a, mostrare il numero complessivo di passeggeri di voli partiti da a, ma solo se il numero di voli partiti da a è maggiore di 4. Nella sezione materiale didattico della pagina http://www.dis.uniroma1.it/~savo/bd1011.html http://www.dis.uniroma1.it/~savo/bd1213.html È possibile scaricare lo lo script SQL (esercizio-4.sql) per creare e popolare un data DB su base MySQL su MySQL per provare per provare le query le query di questo di questo esercizio. esercizio. 56